响螺湾海河开启桥整体受力性能分析

平 衡进 行设 计 。主 梁 通过枢 轴 与下部 桥墩 铰支 连接 ， 枢
天津 设科 ２１・ＯＪ 团 建 技 ００Ｎ ．
轴穿过 主梁腹 板处 ， 主梁 腹板 开孔 并 密设 加劲 肋 ； 开启
桥 开启 装置 为枢轴 导轨一 链 轮 桥两端 均 设对 准
（ Ｎｍ ） ｋ ／ 。
开 启桥主 要承 受 自重及 桥面 交通 荷载 。来 自桥 面 的交通荷载 通过桥 面板传 递给 Ｕ形 次梁 ，再传 递给 横
梁 ， 后传 递 给箱 梁 ， 梁 将所 有 荷 载 传递 至枢 轴 ， 然 箱 再
（ ） 变荷 载 ２可
ａ汽车 荷载 。根 据 Ｃ Ｊ７ — ８ 城市桥 梁设计 荷载 Ｊ ７ ９ 《 标准 》 按 城 Ａ级 取值 ， ， 车道 荷 载 由均 布荷 载 和一 个 集 中荷载 组 成 ， 桥梁计 算 跨径 ＞２ 且 ≤１ ０ｍ 时车道 ０ｍ ５ 荷 载 为 集 中荷载 标 准值 ＝ ．５×３ ０ｋ １２ ０ Ｎ，均 布 线 荷载
响螺 湾海河开 启桥 整 体 受 力性 能 分析
口文 ／ 郭洪 宗 周 晓鹏 张钰 雕 摘 要 ： 用有 限单 元 法对 天 津市 滨 海新 区 响螺 湾海 河 开 启桥 闭合状 态 整体 受 力性 能 进行 数 采 值 分析 。 据开 启桥 桥体 在 自重 作用 下 的平衡 条件 ， 根 确定 了开 启桥 的合理 配重 ； 确定 了 闭合状 态 开启桥 枢 轴支座 最 大支座 反 力及 跨 中销栓 应承 受 的最 大 剪力 ； 分析 结 果表 明
开 启方 案 。桥 下通 航 净 宽 ６ ８ｍ，非 开启 时 净 空 ＞７０ ．
ｍ， 开启后 净 空 ＞２ ． ７０ｍ。 钢 结 构 开 启 桥 悬臂 部 分 主 梁 采 用 变截 面钢 箱 梁 ， 双箱单室 ， 悬臂 根 部截 面 高 ４ｍ， 向沿 圆弧 线 变化 至 纵 端 部截 面 高 １５ｍ，主 梁 间设 置横梁 及 桥面 加 劲肋 ； ． 配 重 部分 采 用注 铅 实体 钢 筋混 凝 土 ，按 恒载 下 保持 桥体
闭合状 态 开启桥 受 力性 能 良好 ， 力 荷载 作用 下 ， 体各 部件 材料 均 处于弹 性状 态。 静 桥 同
时发现 桥体 箱梁 ０ 节 问与 １、 间相 接 的区域 及 箱梁 、 环及 枢 轴相 互作 用 区域 存 ３节 套
在 明显 的应 力集 中 ， 需进 行 更细致 的 节点分 析 。
和 锁定 装置 。
轴 固定 在支座 上 ， 在枢 轴 的末端 （ 支座端 ）约 束其端 面 ， 中心 节 点 的 １２ ３自由度 （ 、 、 别 为桥 的横 向、 、、 １２ ３分 竖
向和纵 向 ）约束 ２ 节 问末端尾 部制动 结构 上端面相 应 ；
节点 的 １２自由度 ； 用耦 合约 束两个 半桥 跨 中（ 、 利 ８ 节
有 限 元模 型 建 立
响 螺湾 海河 开 启桥 由枢 轴 、 梁 、 梁 、 形次 梁 箱 横 Ｕ 及桥面板 等构件 组成 ， 半桥侧面 见 图 １ 。
箱 梁 末端 制 动 装置
间 ） 、 向的相 对位移 。 １ ２方 箱梁 末端 ２ 节 间配重利用质
量 单 元 （ ｓ ｌｍｅ ｔ加 载 ， 桥 闭合 时在 自重 的作 Ｍａ ｓＥｅ ｎ ） 使
＃ ２ ／ ０ Ｌ ＝ ０（ ＋ ） ８
图 ２ 开 启 桥 全 桥 有 限 元 模 型 轴 测
（） １
式 中： — 桥体长 度 ， — ｍ。 Ｃ人群 荷载 。人群 荷 载根据 Ｃ Ｊ７ — ８ 取 值 为 Ｊ ７ ９ ，
３０ ｋ ／ 。 ． Ｎ ｍ
ｄ横桥 向风 荷载 。 桥 向风 荷载 根据 Ｃ Ｊ７ — ８ 横 Ｊ ７ ９
ｑ＝１２ ５ ｋ ｍ 。 ｋ ．５Ｘ１ Ｎ／
由枢 轴传递 至支座 。 采用 通 用有 限元 软 件 Ａ ＡＱＵ ２ 立响 螺 湾海 Ｂ Ｓ ］ 建 河开 启桥 整体三 维模 型 ， 图 ２和图 ３ 见 。
ｂ汽 车荷 载 冲击 力 。汽车 荷载 冲击 力标 准 值 为汽 车荷载 标准值 乘 以冲击 系数 ， 击系数 为 冲
关 键 词 ： 启桥 ； 开 数值 分析 ： 理配 重 ； 合 受力 性能 ； 力集 中 应
工 程概 况
响螺 湾 海河开 启桥 桥体 全 长约 １０ ６ｍ， ６ 由引桥 岸
上部 分 、 引桥 水 中部分 及开 启桥 部分 组成 。开 启桥部 分 净 跨 ７ ， ６ｍ 桥宽 ２ 采 用 双 叶立 转 式 钢 结构 悬 臂 梁 ０ｍ，
用 下处于 平衡状 态 。
结 构 荷载 取 值 和 荷载 组 合
荷载 取 值
配重 箱
栓
（ ） 荷载 。结构 自重 由程 序 自动 计算 。桥面铺 １永久
装 ４ ０ ｍｍ 厚 环 氧 树 脂 沥 青 ，５ ｋ ／ ， ．４×２ ＝ ． ２ Ｎ ｍ。００ ５ １０
图 １ 开 启 桥 桥 体 结 构 侧 面
按式 （ ） ２ 计算
， ｄ 。。 Ａ ＾ ＝ 式 中 ： —— 桥体 构件 挡风面 积 ， ； ｍ
。— —
（ ２）
图 ３ 开眉桥 ０ 节Ｊ 司网 格
设计风 速重现 期换 算系数 ， 本桥单跨 ７ ６
ｍ 为大 桥 ， 取 ０＝１０ ．；
有 限元 模型 中 ， 梁 、 梁 、 形次 梁 及 桥 面板 均 箱 横 Ｕ
后— —风 载 阻力系数 ， 根据规 范规定 按实腹 式桥 梁上部 结构计 算 ＝ ．； ２１
— —
采用 ＡＢ ＱＵ Ａ Ｓ壳单 元 Ｓ Ｒ， ４ 枢轴 以及枢 轴套 环采 用实
体 单元 Ｃ Ｄ 。各部 件 钢材 弹 性 模量 Ｅ ２ ６×１ｓ ３８ ＝． ０ ０
ＭＰ ， ａ 泊松 比 ＝ ． 密度 ｐ ７８ ０ｋ／ 。材料 本构 模 ０３， ＝ ５ ｇｍ。 型均假 定 为理 想弹 性材料 ， 符合胡 克定律 。桥体 通过枢